Rodzaje przepięć
Przepięcia są to przejściowe wzrosty napięcia w urządzeniach elektrycznych i w sieciach nie wynikające z ustalonego stanu pracy. Są one niebezpieczne, gdyż wartość ich przekracza nieraz znacznie napięcia robocze urządzeń. Pod względem przyczyn powstawania dzielimy przepięcia na zewnętrzne i wewnętrzne. Przepięcia zewnętrzne powstają wskutek oddziaływania na linie elektroenergetyczne ładunków elektryczności’ atmosferycznej. Przepięcia wewnętrzne powstają przy nagłych zmianach obciążenia obwodu, prży wyłączaniu nie obciążonych linii napowietrznych lub nie obciążonych transformatorów i przy zwarciach doziemnych.
Przyczyną powstawania przepięć atmosferycznych jest duża różnica potencjałów między chmurami burzowymi i ziemią z chwilą gdy natężenie pola osiągnie wartość ok. 30 kWcrn rozpoczyna się wyładowanie do ziemi tzw. wyładowanie wstępne. Po osiągnięciu ziemi zaczyna się wyładowanie właściwe, które posuwa się od ziemi do chmury wzdłuż kanału wyładowania wstępnego, przy czym wy, . _ 1 ładowanie to odbywa się z szybkością ok. 30 m/ps (1 us – QQQ QQQ sekundy). Wyładowanie wstępne ma szybkość znacznie mniejszą, bo tylko ok. 0,15 m/[is. Przez obiekt, w który uderzył piorun, przepływa prąd o wartości 1 -P 220 kA. Czas pojedynczego wyładowania wynosi ok. 100 !?s. Na rys. 21-1 przedstawiono przeb eg prądu pioruna. Prąd ten szybko wzrasta i’ osiąga swą wartość szczytową Iroax, po czym wolniej maleje do zera. Ze względu na krótki czas trwania
Urządzenia elektryczne i energetyczne wyładowania prąd pioruna nazywamy udarem prądowym, przy czym część krzywej (rys. 21-1), która odpowiada wzrostowi prądu, nazywamy czołem udaru, a część krzywej, która odpowiada zmniejszeniu się prądu, nazywamy grzbietem udaru. Piorun uderza zwykle w przedmioty znajdujące się najwyżej nad ziemią, dobrze z nią połączone elektrycznie, a więc posiadające potencjał ziemi.
Dla urządzeń elektroenergetycznych najniebezpieczniejsze jest wyładowanie piorunowe w linię napowietrzną, gdyż po uderzeniu pioruna rozchodzi się wzdłuż przewodów fala napięciowa o bardzo dużej amplitudzie fala ta posuwa się z prędkością światła, a więc ok. 300 000 km/s. Wskutek tego w coraz dalszych punktach sieci pojawia się napięcie o bardzo wysokich amplitudach. Dla ochrony linii napowietrznych stosujemy przewody odgromowe zawieszone nad przewodami roboczymi i dobrze uziemione. Przy dobrze umieszczonym przewodzie odgromowym wyładowanie piorunowe następuje do niego lub bezpośrednio do jednego ze słupów linii i przy dobrym uziemieniu ładunek spływa do ziemi. Przewody odgromowe są stosowane tylko w liniach napowietrznych najwyższych napięć, a w liniach o napięciu do 30 kV stosuje się te przewody tylko na odcinkach linii1 do 2 km począwszy od stacji. Dla ochrony odgromowej stacji stosujemy najczęściej odgromniki zaworowe.